ES2332751A1 - Tubular radiation absorbing device for a solar power plant with improved efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
Tubo absorbedor.Absorber tube.
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La invención concierne a un tubo absorbedor para aplicaciones térmicas solares según el preámbulo de la reivindicación 1.The invention concerns an absorber tube for solar thermal applications according to the preamble of the claim 1.
Se utilizan tubos absorbedores para colectores de canal parabólico a fin de aprovechar la energía de la radiación solar. La energía de la radiación solar se concentra sobre un tubo absorbedor por medio de un espejo de seguimiento y se transforma en calor. El calor es evacuado por un medio portador de calor y utilizado directamente como calor de proceso o para su transformación en energía eléctrica.Absorber tubes are used for collectors of parabolic trough in order to harness radiation energy solar. The energy of solar radiation is concentrated on a tube absorber by means of a tracking mirror and becomes hot. The heat is evacuated by a heat-carrying medium and used directly as process heat or for your transformation into electrical energy.
Tales tubos absorbedores están constituidos por un tubo central revestido y un tubo envolvente de vidrio. Se hace el vacío en el espacio anular entre los tubos. En funcionamiento, se bombea por el tubo central un líquido portador de calor, especialmente un aceite que contiene hidrógeno libre.Such absorber tubes are constituted by a coated central tube and a glass casing tube. It does the void in the annular space between the tubes. Working, a heat-carrying liquid is pumped through the central tube, especially an oil that contains free hydrogen.
Un tubo absorbedor de esta clase es conocido, por ejemplo, por el documento DE 102 31 467 B4. En cada uno de los extremos libres del tubo envolvente está dispuesto un elemento de transición de vidrio-metal. El tubo central y el elemento de transición de vidrio-metal están unidos entre sí de manera desplazable uno con relación a otro en dirección longitudinal por medio de al menos un dispositivo de compensación de dilatación.An absorber tube of this class is known, for example, by document DE 102 31 467 B4. In each of the free ends of the casing tube an element of glass-metal transition. The central tube and the glass-metal transition element are attached each other in a scrollable way relative to each other in direction longitudinal by means of at least one compensation device dilatation
Para la generación solar de corriente eléctrica es necesario un intervalo de temperaturas de trabajo del tubo absorbedor entre 300ºC y 400ºC.For solar power generation a working temperature range of the tube is necessary absorber between 300ºC and 400ºC.
Debido al envejecimiento del líquido portador de calor se produce hidrógeno libre que está disuelto en dicho líquido portador de calor. Este hidrógeno llega por permeación a través del tubo central hasta el espacio anular sometido a vacío entre el tubo central y el tubo envolvente de vidrio. La tasa de permeación se incrementa al aumentar la temperatura de funcionamiento, que es de 300ºC a 400ºC, con lo que aumenta también la presión en el espacio anular. Este aumento de la presión conduce a elevadas pérdidas de calor y a un menor rendimiento del tubo absorbedor.Due to the aging of the carrier liquid of heat is produced free hydrogen that is dissolved in said heat carrier liquid. This hydrogen comes by permeation to through the central tube to the annular space under vacuum between the central tube and the glass envelope tube. The rate of permeation increases with increasing temperature operation, which is from 300ºC to 400ºC, which also increases the pressure in the annular space. This increase in pressure leads at high heat losses and lower tube performance absorber
Para conservar el vacío en la rendija anular, son necesarias medidas correspondientes. Una medida para eliminar el hidrógeno en el espacio anular consiste en fijarlo por medio de materiales adecuados.To preserve the void in the annular slit, corresponding measures are necessary. A measure to eliminate the hydrogen in the annular space consists of fixing it by means of suitable materials.
Con miras a la obtención del vacío se introduce para ello en el espacio anular un material adsorbedor (getter) que fija el hidrógeno gaseoso que penetra en dicho espacio anular a través del tubo central. Cuando se ha agotado la capacidad del adsorbedor, aumenta entonces la presión en la rendija anular hasta que esta rendija está en equilibrio con la presión parcial del hidrógeno libre proveniente del medio portador de calor. La presión de equilibrio del hidrógeno en el espacio anular está comprendida entre 0,3 milibares y 3 milibares en los tubos absorbedores conocidos. Debido al hidrógeno se produce una conducción de calor incrementada en la rendija anular. A causa de la conducción de calor aproximadamente 5 veces mayor en comparación con el aire, las pérdidas de calor son netamente más alas que en el caso de tubos absorbedores no sometidos a vacío.With a view to obtaining the vacuum, it is introduced for it in the annular space an adsorber material (getter) that fixes the hydrogen gas that penetrates said annular space to through the central tube. When the capacity of the adsorber, then increases the pressure in the annular slit until that this slit is in equilibrium with the partial pressure of the Free hydrogen from the heat-carrying medium. The pressure of hydrogen equilibrium in the annular space is comprised between 0.3 millibars and 3 millibars in the absorber tubes known. Due to hydrogen, heat conduction occurs increased in the annular slit. Because of the driving of heat about 5 times higher compared to air, heat losses are clearly more wings than in the case of absorber tubes not subjected to vacuum.
Se conoce por el documento WO 2004/063640 A1 una disposición de adsorbedor en la que un carril de adsorbedor está dispuesto en el espacio anular entre el tubo central y el tubo envolvente. Esta disposición adolece del inconveniente de que el carril se encuentra en una zona que puede estar expuesta a una radiación directa. En particular, los rayos que, viniendo del espejo, dejan de alcanzar el tubo central o sólo inciden en él rozándolo y son reflejados en una proporción elevada, pueden conducir al calentamiento del carril de adsorbedor. Dado que el carril de adsorbedor en el vacío casi está separado térmicamente del tubo central y del tubo envolvente, la temperatura del carril y, por tanto, del adsorbedor puede fluctuar fuertemente debido a los condicionamientos de la radiación incidente. Dado que los materiales adsorbedores presentan, para un grado de carga prefijado, una presión de equilibrio dependiente de la temperatura (equilibrio entre desorción y adsorción de gas), las fluctuaciones de temperatura del adsorbedor conducen a fluctuaciones de presión no deseadas. Después del consumo del material adsorbedor aumenta fuertemente la temperatura del tubo envolvente y resulta inutilizable el tubo absorbedor.It is known from WO 2004/063640 A1 a adsorber arrangement in which an adsorber rail is arranged in the annular space between the central tube and the tube envelope This provision has the disadvantage that the lane is in an area that may be exposed to a direct radiation In particular, the rays that, coming from mirror, stop reaching the central tube or only affect it rubbing it and are reflected in a high proportion, can lead to heating of the adsorber rail. Since the vacuum adsorber rail is almost thermally separated of the central tube and the envelope tube, the rail temperature and, therefore, the adsorber may fluctuate strongly due to the conditioning of the incident radiation. Since the adsorber materials present, for a degree of load preset, a temperature dependent equilibrium pressure (balance between desorption and gas adsorption), fluctuations adsorber temperature lead to pressure fluctuations unwished. After consumption of the adsorber material increases strongly the temperature of the envelope tube and it turns out The absorber tube is unusable.
El cometido de la invención consiste en proporcionar un tubo absorbedor que presente menores pérdidas de calor que los tubos absorbedores convencionales.The purpose of the invention consists in provide an absorber tube that has lower losses of heat than conventional absorber tubes.
Este problema se resuelve según una primera alternativa de la invención por el hecho de que el espacio anular contiene al menos un gas noble cuya presión parcial es de 3-200 milibares.This problem is resolved according to a first alternative of the invention by the fact that the annular space It contains at least one noble gas whose partial pressure is 3-200 millibars
En este intervalo de presión parcial la conducción de calor del gas es independiente de la presión. A mayores presiones se establece una convección. El espacio anular deberá ser sometido preferiblemente a vacío antes de su llenado.In this partial pressure range the Gas heat conduction is independent of pressure. TO higher pressures a convection is established. The annular space It should preferably be subjected to vacuum before fill.
Se ha visto que un gas noble o una mezcla de gases nobles no puede ciertamente detener la difusión de entrada del hidrógeno proveniente del tubo central, pero se puede reducir netamente la conducción de calor nociva en el espacio anular cuando dicha conducción de calor es dominada por la presencia del gas noble o de la mezcla de gases nobles. Esto es lo que ocurre cuando el gas noble presenta una presión parcial de 3-200 milibares, ya que la presión de equilibrio del hidrógeno está por debajo de 5 milibares.It has been seen that a noble gas or a mixture of noble gases cannot certainly stop the diffusion of input of hydrogen from the central tube, but it can be reduced clearly the conduction of harmful heat in the annular space when said heat conduction is dominated by the presence of gas noble or noble gas mixture. This is what happens when noble gas has a partial pressure of 3-200 millibars, since the equilibrium pressure of hydrogen is about under 5 millibars.
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Debido a la presencia de gas noble en el espacio anular se reduce la contribución del hidrógeno al proceso de conducción de calor del gas. Al mismo tiempo, se producen pérdidas de calor a través del gas noble que domina la conducción de calor, pero éstas son netamente más pequeñas que las pérdidas de calor a través de hidrógeno puro.Due to the presence of noble gas in space to cancel the contribution of hydrogen to the process of gas heat conduction. At the same time, losses occur of heat through the noble gas that dominates the heat conduction, but these are clearly smaller than heat losses at through pure hydrogen.
Valores preferidos de la presión parcial del gas noble son 10-100 milibares, especialmente 10-75 milibares.Preferred values of the partial pressure of the gas noble are 10-100 millibars, especially 10-75 millibars
Gases nobles preferidos son xenón y criptón.Preferred noble gases are xenon and krypton.
Cuando se elija la presión parcial del gas noble, hay que cuidar preferiblemente de que se ajuste una relación de mezclado molar lo más grande posible entre gas noble e hidrógeno.When the partial pressure of the gas is chosen noble, preferably take care that a relationship is adjusted of molar mixing as large as possible between noble gas and hydrogen.
Preferiblemente, la presión parcial del gas noble se ajusta a la presión de equilibrio del hidrógeno de tal manera que la relación de mezclado molar de gas noble a hidrógeno sea \geq 5. Se prefiere especialmente una relación de mezclado \geq 8, en particular \geq 10.Preferably, the partial pressure of the gas noble adjusts to the hydrogen equilibrium pressure of such so that the molar mixing ratio of noble gas to hydrogen let ≥ 5. A mixing ratio is especially preferred ≥ 8, in particular ≥ 10.
El tubo absorbedor puede estar equipado, además, en el espacio anular con un material adsorbedor. El hidrógeno que permea hacia dentro del espacio anular es absorbido por el material adsorbedor hasta que se haya agotado la capacidad del adsorbedor. Hasta este momento, la conducción de calor del gas viene determinada por el gas noble puro. Después de alcanzar la máxima carga del adsorbedor aumenta insignificantemente la conducción de calor del gas, puesto que esta conducción de la mezcla de hidrógeno-gas noble es más alta que la del gas noble puro.The absorber tube may also be equipped in the annular space with an adsorber material. The hydrogen that permeates into the annular space is absorbed by the material adsorber until the capacity of the adsorber has been exhausted. Until now, the heat conduction of the gas is coming determined by pure noble gas. After reaching the maximum Adsorber load significantly increases the conduction of gas heat, since this conduction of the mixture of noble hydrogen-gas is higher than gas noble noble.
Conforme a una segunda alternativa, se resuelve el problema por medio de un tubo absorbedor en el que está dispuesto en el espacio anular al menos un recipiente cerrado herméticamente al gas y lleno de al menos un gas noble, pudiendo introducirse el gas noble en el espacio anular desde el recipiente.According to a second alternative, it is resolved the problem by means of an absorber tube in which it is arranged in the annular space at least one closed container hermetically gas and filled with at least one noble gas, being able to noble gas introduced into the annular space from the container.
Esta variante de realización tiene la ventaja de que se puede introducir el gas noble en el espacio anular únicamente cuando dicho gas sea realmente necesario.This embodiment variant has the advantage of that noble gas can be introduced into the annular space only when such gas is really necessary.
Esto se aplica, por ejemplo, a tubos absorbedores que están equipados, además, con material adsorbedor. Cuando se ha consumido el material adsorbedor, se puede descargar el gas noble del recipiente para reducir nuevamente la conducción de calor en el espacio anular a un valor correspondientemente pequeño. De este modo, el tubo absorbedor puede seguir funcionando con pérdidas de calor ligeramente incrementadas durante más tiempo que la vida útil del adsorbedor. La apertura del recipiente puede ser también conveniente cuando se haya originado un envejecimiento acelerado del portador de calor debido a perturbaciones del funcionamiento y, ligado a esto, se hayan producido una presión de hidrógeno incrementada y un consumo prematuro del material adsorbedor.This applies, for example, to tubes absorbers that are also equipped with adsorber material. When the adsorber material has been consumed, it can be unloaded the noble gas from the vessel to reduce the conduction again of heat in the annular space at a correspondingly value small. In this way, the absorber tube can continue to operate with slightly increased heat losses for longer than the shelf life of the adsorber. The opening of the container can also be convenient when aging has originated accelerated heat carrier due to disturbances of operation and, linked to this, a pressure of increased hydrogen and premature material consumption adsorber
Para evitar una intervención desde fuera en el espacio anular a fin de abrir el recipiente, se ha previsto que el recipiente presente al menos una abertura de salida que esté cerrada con un material de cierre que libere dicha abertura de salida bajo la acción del calor.To avoid intervention from outside in the annular space in order to open the container, it is provided that the container present at least one outlet opening that is closed with a closure material that releases said opening from output under the action of heat.
Preferiblemente, el material de cierre está constituido por un material de soldadura metálico con un punto de fusión superior a 500ºC.Preferably, the closure material is constituted by a metal welding material with a point of melting above 500 ° C.
Para poder proporcionar el calor necesario para la licuación del material de cierre, se puede calentar por inducción al menos la zona de la abertura de salida del recipiente.In order to provide the necessary heat to The liquefaction of the closure material can be heated by induction at least the area of the outlet opening of the container.
Es ventajoso a este respecto que la abertura de salida esté enfrente del tubo envolvente. Esto significa que la abertura de salida mira hacia fuera.It is advantageous in this respect that the opening of outlet is in front of the envelope tube. This means that the exit opening looks out.
Según una forma de realización, el recipiente está constituido al menos en parte por un material eléctricamente conductor.According to one embodiment, the container it is constituted at least in part by an electrically material driver.
El calentamiento inductivo es posible por medio de una bobina eléctrica que queda enfrente del recipiente y que puede montarse en el lado exterior del tubo envolvente.Inductive heating is possible through of an electric coil that is in front of the container and that It can be mounted on the outer side of the casing tube.
Esta bobina puede estar instalada en forma fija o bien es posible realizar con un dispositivo móvil - que se sujeta al tubo envolvente - la apertura del recipiente o de la abertura de salida de dicho recipiente.This coil can be fixedly installed. or it is possible to perform with a mobile device - which is held to the envelope tube - the opening of the container or the opening of exit of said container.
En el caso de instalaciones de grandes dimensiones con un gran número de tubos absorbedores, se pueden seleccionar, por ejemplo por la medición de la temperatura de los tubos envolventes, los tubos absorbedores cuyos recipientes de gas noble deban ser abiertos. Después de las mediciones de la temperatura, el personal de mantenimiento puede calentar los recipientes de los tubos absorbedores correspondientes por medio de un dispositivo móvil de calentamiento por inducción para liberar el gas noble contenido en el espacio anular.In the case of large installations dimensions with a large number of absorber tubes, can be select, for example by measuring the temperature of the wrapping tubes, absorber tubes whose gas containers noble must be opened. After the measurements of the temperature, maintenance personnel can heat the containers of the corresponding absorber tubes by means of a mobile induction heating device to release the noble gas contained in the annular space.
Preferiblemente, el recipiente es un cilindro hueco. El eje del cilindro hueco es preferiblemente perpendicular al eje longitudinal del tubo absorbedor.Preferably, the container is a cylinder hole. The axis of the hollow cylinder is preferably perpendicular to the longitudinal axis of the absorber tube.
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Según otra forma de realización, la abertura de salida está prevista en un racor de salida del recipiente. Por tanto, el propio recipiente no tiene que presentar una configuración especial para hacer posible el calentamiento inductivo.According to another embodiment, the opening of Exit is provided at an outlet fitting of the container. By therefore, the recipient himself does not have to present a special configuration to make heating possible inductive.
La abertura de salida está prevista en el extremo del racor de salida. Para hacer posible el calentamiento y tener independencia respecto del modo de construcción, se ha previsto un anillo metálico que está fijado sobre la abertura de salida. El calentamiento inductivo del anillo conduce a aumentos de temperatura, por lo que se funde el material de cierre. Es ventajoso a este respecto que el anillo esté posicionado de tal modo que libere la abertura de salida bajo la acción del calor. Esto puede efectuarse, por ejemplo, por medio de un posicionamiento adecuado sobre la abertura de salida. Puede estar previsto en este caso que el anillo, por ejemplo, se caiga de la abertura de salida.The exit opening is provided in the end of outlet fitting. To make heating possible and have independence from the mode of construction, it has provided a metal ring that is fixed on the opening of exit. Inductive heating of the ring leads to increases in temperature, so the closure material melts. Is advantageous in this regard that the ring is positioned in such a way so that it releases the outlet opening under the action of heat. This can be done, for example, by positioning suitable over the exit opening. It can be provided in this if the ring, for example, falls out of the opening of exit.
Se explican seguidamente con más detalle formas de realización a título de ejemplo de la invención haciendo referencia a los dibujos.Ways are explained in more detail below by way of example of the invention by making Reference to the drawings.
Muestran:They show:
La figura 1, un fragmento de un tubo absorbedor,Figure 1, a fragment of a tube absorber,
La figura 2, un segmento de un tubo absorbedor con un recipiente lleno de gas noble, en sección, yFigure 2, a segment of an absorber tube with a container full of noble gas, in section, and
La figura 3, otra forma de realización de un tubo absorbedor con un recipiente lleno de gas noble, en sección.Figure 3, another embodiment of a absorber tube with a container full of noble gas, in section.
En la figura 1 se representa esquemáticamente un segmento de un tubo absorbedor 1 que presenta un tubo central 2 hecho de metal que está provisto, en el lado exterior, de un revestimiento (no representado). Este tubo central 2 es recorrido por un líquido portador de calor 5 que, al envejecerse, libera hidrógeno que puede difundirse a través de dicho tubo central 2.Figure 1 schematically depicts a segment of an absorber tube 1 having a central tube 2 made of metal that is provided, on the outer side, with a coating (not shown). This central tube 2 is run by a heat-carrying liquid 5 that, as it ages, releases hydrogen that can diffuse through said central tube 2.
Asimismo, el tubo absorbedor 1 posee un tubo envolvente 3 de vidrio que rodea al tubo central 2, con lo que se forma un espacio anular 4. El hidrógeno libre que sale del tubo central 2 llega al espacio anular 4, el cual se ha sometido en general a vacío. Debido a la penetración del hidrógeno se produce una conducción de calor que ocasiona pérdidas de calor. Los tubos absorbedores ya no pueden utilizarse en este caso.Also, the absorber tube 1 has a tube glass envelope 3 surrounding the central tube 2, whereby it forms an annular space 4. The free hydrogen that comes out of the tube central 2 reaches the annular space 4, which has been submitted in general vacuum. Due to hydrogen penetration occurs a heat conduction that causes heat losses. The pipes Absorbers can no longer be used in this case.
Para impedir esto se ha dispuesto según la figura 2 - que representa únicamente un segmento del espacio anular 4 entre el tubo central 2 y el tubo envolvente 3 - un recipiente 10 que está configurado en forma de un cilindro hueco 11. Este recipiente 10 está fijado sobre el tubo central 2 por medio de un soporte 15. El eje 12 del cilindro está orientado en dirección perpendicular al eje longitudinal 6 (véase la figura 1). Esta configuración anular tiene la ventaja de que todo el recipiente puede ser calentado inductivamente por medio de una bobina eléctrica (no representada) que puede instalarse en el lado exterior del tubo envolvente 3. El recipiente 10 está constituido para este fin por un material eléctricamente conductor.To prevent this it has been arranged according to the Figure 2 - representing only one segment of the annular space 4 between the central tube 2 and the envelope tube 3 - a container 10 which is configured in the form of a hollow cylinder 11. This container 10 is fixed on the central tube 2 by means of a support 15. The axis 12 of the cylinder is oriented in the direction perpendicular to longitudinal axis 6 (see figure 1). This annular configuration has the advantage that the entire container can be inductively heated by means of a coil electric (not shown) that can be installed on the side outer of the casing tube 3. The container 10 is constituted for this purpose by an electrically conductive material.
En el lado superior del recipiente 10 vuelto hacia el tubo envolvente 3 está prevista una abertura de salida 20 que está cerrada con un material de cierre 21, especialmente un material de soldadura. Debido al calentamiento inductivo se funde el material de cierre 21, con lo que se libera la abertura de salida y el gas noble contenido en el interior del recipiente 10 puede escapar de dicho recipiente hacia el espacio anular 4.On the upper side of the container 10 turned an outlet opening 20 is provided towards the casing tube 3 which is closed with a closure material 21, especially a welding material Due to inductive heating melts the closure material 21, whereby the opening of outlet and the noble gas contained inside the container 10 it can escape from said container into the annular space 4.
En la figura 3 se representa otra forma de realización en la que el recipiente presenta una configuración de forma paralelepipédica. El recipiente 10 posee un racor de salida 13 que está acodado en dirección al tubo envolvente 3. Por consiguiente, la abertura de salida 20 se encuentra en una posición contigua al tubo envolvente 3. La abertura de salida 20 está cerrada también con un material de cierre 21 que se funde bajo la acción del calor y que libera así la abertura de salida.Figure 3 shows another form of embodiment in which the container has a configuration of parallelepipedic form. The container 10 has an outlet fitting 13 which is angled in the direction of the envelope tube 3. By consequently, the outlet opening 20 is in a position adjacent to the envelope tube 3. The outlet opening 20 is closed also with a closure material 21 that melts under the heat action and thus freeing the outlet opening.
Para poder realizar el calentamiento del material de cierre 21 se ha fijado sobre la abertura de salida 20 un disco anular metálico 14 que puede ser calentado inductiva- mente por una bobina eléctrica 30 dispuesta por fuera del tubo absorbedor 1. Se calienta el anillo 14 y éste provoca así una fusión del material de cierre 21. De este modo, el anillo 14 se suelta y se precipita hacia abajo debido a la disposición descentrada sobre la abertura de salida 20. Se libera así completamente la abertura de salida 20 y el gas noble puede escapar del recipiente 10.In order to warm up the closure material 21 has been fixed on the outlet opening 20 a metal ring disk 14 that can be inductively heated mind by an electric coil 30 arranged outside the tube absorber 1. Ring 14 is heated and thus causes a fusion of the closure material 21. Thus, the ring 14 is loose and rushes down due to the layout off center over the outlet opening 20. It is released like this completely the outlet opening 20 and the noble gas can escape of the container 10.
Un tubo absorbedor 1 consta de un tubo central 2
de 70 mm de diámetro y un tubo envolvente 3 de vidrio de
125
mm de diámetro. El revestimiento (no representado) del tubo
central tiene a 400ºC un grado de emisión térmica del 14%.An absorber tube 1 consists of a central tube 2 of 70 mm in diameter and a casing tube 3 of glass of
125 mm in diameter. The coating (not shown) of the central tube has a degree of thermal emission of 14% at 400 ° C.
Se hace el vacío en el espacio anular 4 entre el tubo central 2 y el tubo envolvente 3 y se calienta dicho tubo central 2 a 400ºC. Debido a la radiación de calor, el tubo envolvente alcanza, con convección libre, una temperatura de aproximadamente 60º en el lado exterior. La pérdida de calor del tubo central 2, que en este caso se produce solamente por el transporte de la radiación entre dicho tubo central 2 y el tubo envolvente 3, asciende a aproximadamente 400 vatios por metro de longitud del tubo absorbedor.The void is made in the annular space 4 between the central tube 2 and the envelope tube 3 and said tube is heated Central 2 at 400 ° C. Due to heat radiation, the tube envelope reaches, with free convection, a temperature of approximately 60º on the outer side. The heat loss of central tube 2, which in this case is produced only by the radiation transport between said central tube 2 and the tube envelope 3, amounts to approximately 400 watts per meter of absorber tube length.
Si se llena el espacio anular 4 con hidrógeno que se difunde hacia dentro del mismo a una presión de 1 milibar, las pérdidas de calor por conducción de calor del gas aumentan entonces en aproximadamente 600 W por metro de longitud del tubo hasta 1.000 W por metro de dicha longitud del tubo. La temperatura del tubo envolvente 3 se eleva hasta aproximadamente 200ºC y el relleno de gas del espacio anular 4 alcanza una temperatura media de aproximadamente 270ºC. A esta temperatura, la conductividad calorífica del hidrógeno asciende a 0,27 W/mK.If the annular space 4 is filled with hydrogen which spreads into it at a pressure of 1 millibar, heat losses from gas heat conduction increase then at approximately 600 W per meter of tube length up to 1,000 W per meter of said tube length. Temperature of the envelope tube 3 rises to approximately 200 ° C and the gas filling of the annular space 4 reaches an average temperature of about 270 ° C. At this temperature, the conductivity The calorific value of hydrogen amounts to 0.27 W / mK.
Debido a la presencia de xenón en el espacio anular 4 con una presión parcial de, por ejemplo, 10 milibares se obtiene una mezcla de xenón e hidrógeno en la relación molar de 10:1. La conductividad calorífica de la mezcla se reduce de 0,27 W/mK a 0,015 W/mK. Debido a la menor conductividad calorífica de la mezcla disminuye la temperatura del tubo envolvente 3 hasta aproximadamente 90ºC y la temperatura media del gas en el espacio anular 4 cae hasta aproximadamente 200ºC. Las pérdidas de calor por conducción de calor del gas disminuyen de 600 W por metro de longitud del tubo a 50 W por metro de dicha longitud del tubo.Due to the presence of xenon in space annul 4 with a partial pressure of, for example, 10 millibars obtains a mixture of xenon and hydrogen in the molar ratio of 10: 1 The heat conductivity of the mixture is reduced from 0.27 W / mK at 0.015 W / mK. Due to the lower heat conductivity of the mixing decreases the temperature of the envelope tube 3 until approximately 90 ° C and the average gas temperature in space ring 4 falls to about 200 ° C. Heat losses by Gas heat conduction decrease from 600 W per meter of tube length at 50 W per meter of said tube length.
- 1 one
- Tubo absorbedorAbsorber tube
- 2 2
- Tubo centralCentral tube
- 3 3
- Tubo envolventeWrap tube
- 4 4
- Espacio anularAnnular space
- 5 5
- Líquido portador de calorHeat carrier liquid
- 6 6
- Eje longitudinal del tubo absorbedorLongitudinal axis of the absorber tube
- 10 10
- RecipienteContainer
- 11 eleven
- Cilindro huecoHollow cylinder
- 12 12
- Eje del cilindroCylinder shaft
- 13 13
- Racor de salidaOutlet fitting
- 14 14
- Anillo metálicoMetal ring
- 15 fifteen
- SoporteSupport
- 20 twenty
- Abertura de salidaExit opening
- 21 twenty-one
- Material de cierreClosure material
- 30 30
- Bobina eléctricaElectric coil
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| EP3163213B1 (en) * | 2015-11-02 | 2020-07-29 | Siemens Concentrated Solar Power Ltd. | Method for manufacturing a heat receiver tube, solar collector with the heat receiver tube and method for producing electricity by using the solar collector |
| EP3190352A1 (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-12 | Siemens Concentrated Solar Power Ltd. | Heat receiver tube with metallic sealing, method for manufacturing the heat receiver tube, solar collector with the heat receiver tube and method for producing electricity by using the solar collector |
| DE102016201654B3 (en) * | 2016-02-03 | 2017-03-02 | Schott Ag | Method and device for discharging a hydrogen storage in parabolic trough receivers |
| DE102016201652B3 (en) | 2016-02-03 | 2017-02-23 | Schott Ag | Method for discharging a hydrogen storage in parabolic trough receivers |
| EP3494348A1 (en) * | 2016-08-05 | 2019-06-12 | Dow Global Technologies LLC | Process for increasing the service life of a solar receiver |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4142509A (en) * | 1976-08-05 | 1979-03-06 | U.S. Philips Corporation | Solar collector comprising an evacuated cover |
| JPS57182052A (en) * | 1981-05-02 | 1982-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of vacuum tube type high temperature solar heat collector |
| DE19821137A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-25 | Schott Rohrglas Gmbh | Solar energy tube collector |
| US20040050381A1 (en) * | 2002-07-08 | 2004-03-18 | Thomas Kuckelkorn | Absorber pipe for solar heating applications |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7808774A (en) * | 1978-08-25 | 1980-02-27 | Philips Nv | SOLAR COLLECTOR. |
| WO1987003950A1 (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | The University Of Sydney | Evacuated solar collector tube |
| US4770232A (en) * | 1986-10-09 | 1988-09-13 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Gas particle radiator |
| DE59908784D1 (en) * | 1999-07-27 | 2004-04-08 | Arnold Glaswerke | TRANSPARENT THERMAL INSULATION |
| IL153872A (en) * | 2003-01-09 | 2005-06-19 | Solel Solar Systems Ltd | Getter support assembly for a solar energy collector system |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4142509A (en) * | 1976-08-05 | 1979-03-06 | U.S. Philips Corporation | Solar collector comprising an evacuated cover |
| JPS57182052A (en) * | 1981-05-02 | 1982-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of vacuum tube type high temperature solar heat collector |
| DE19821137A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-25 | Schott Rohrglas Gmbh | Solar energy tube collector |
| US20040050381A1 (en) * | 2002-07-08 | 2004-03-18 | Thomas Kuckelkorn | Absorber pipe for solar heating applications |
Non-Patent Citations (1)
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